Hävstång: Balanserade vridmoment

1 · Förutsäg

En hävstång är fäst i sin exakta mittpunkt, med ett nedåtriktat tryck på varje ände, på samma avstånd från stödpunkten. Om den ena sidan trycker hårdare än den andra, välter hävstången då mot det starkare trycket, mot det svagare trycket, eller förblir den balanserad oavsett?

• Den välter mot det starkare trycket
• Den förblir balanserad oavsett krafterna
• Den välter mot det svagare trycket

2 · Uppbyggnad

1. Öppna förinställningen Hävstång. En stel balk är fäst i sin mittpunkt; en nedåtriktad kraft på 50 N verkar 2 m från stödpunkten på varje ände.
2. Klicka på den vänstra kraftpilen på balken och notera dess storlek i panelen Egenskaper, klicka sedan på den högra kraftpilen och gör samma sak.
3. Ställ in vänster och höger kraftstorlek i panelen Egenskaper så att de matchar varje rad nedan, kör simuleringen, markera balken och läs av vridmomentet τ = r × F från Matematikpanelen.

3 · Samla data

Rita kraftskillnaden (Höger kraft − Vänster kraft) på x-axeln mot nettovridmomentet du mätte på y-axeln. Vad representerar lutningen, och var skär linjen noll?

4 · Analysera

1. Beräkna för varje rad 2 m × (Höger kraft − Vänster kraft) för hand. Jämför med nettovridmomentet du läste av i simuleringens Matematikpanel. Stämmer de?
2. I rad 1 är de två krafterna lika stora och hävstången förblir vågrät. Vad säger det om hur krafter och armlängder måste förhålla sig till varandra för att en hävstång ska balansera?

5 · Utvidga

1. Verkliga hävstänger — som en gungbräda med två personer av olika vikt — behöver ofta olika armlängder, inte olika krafter, för att balansera. Om högra sidans kraft förblev 50 N men dess avstånd från stödpunkten fördubblades till 4 m, vilken kraft skulle då krävas på vänster armen (fortfarande på 2 m) för att balansera den?
2. En skiftnyckel, en kapsylöppnare och en sax är alla hävstänger. Välj en och peka ut dess stödpunkt, dess tillämpade kraft och lasten den flyttar — förklara sedan varför ett längre handtag gör den lättare att använda.

Fysiken bakom det här experimentet

← Tillbaka till experimentet

138 gratis utskrivbara labblad i fysik